现在的工业以太网使用什么通讯协议,MODBUS和OPC-UA哪个好?
OPC最初是作为一种标准协议开发的,可以与诸如可编程控制器(PLC),SCADA系统(监控和数据采集)以及许多其他工业控制系统和设备之类的设备进行通信。使用OPC,有一台服务器以其本机语言/协议与设备通信,然后以标准OPC格式公开该数据。然后,OPC客户端可以使用该数据。OPC DA最初设计为传输相当简单的数据类型,例如模拟量(温度,压力,流速等)和离散量(机器/设备状态,例如泵开/关,阀门打开/关闭,电动判锋机运行/停止等)。传感器数据,而OPC UA允许传感器数据以及其他数据(如警报和事件)以及其他数据类型。OPC UA是OPC DA的后继产品。因此,Predix OPC UA组件是OPC UA服务器的客户端应用程序,OPC UA服务器将是与控制系统实际通信的软件。
Modbus是另一种已多年成为行业标空渣准的协议。它最初由Modicon开发,用于与Modicon PLC通信,但已被其他供应商采用作为与这些其他设备进行通信的协议。像OPC一样,Modbus只是提供了一种相对简单的机制来与支持Modbus协议的设备(例如PLC,远程终端设备或RTU等)进行通信,然后将该数据提供给需要该数据的应用程序。例如,GE iFIX软件是一个HMI应用程序,它允许您构建实时显示,以可视化来斗冲悄自OPC,Modbus和其他使用这些协议进行通讯的类似工业控制器系统的传感器数据。
最重要的是,OPC UA和Modbus是用于与工业控制器/系统进行通信的协议。我们与这些系统进行通信,以便检索传感器数据(温度,压力,流速,振动数据,状态信息,例如泵是否运行等),然后将该数据转发到GE的Proficy Historian和/或进入云中的Predix时间序列数据库。
如何快速选择工业以太网标准之串行
工业以太网适用于工厂自动化与控制、流程自动化、楼宇自动化以及许多其它工业应用。和标准以太网相比,工业以太网的优势之一就是确定性实时数据交换和不到1ms的同步周期时间。
来自有超过20种工业以太网协议被作为标准进行了部署并在工业应用中使用:这些包括EtherCAT、Sercos III、PROFINET、EtherNet/IP和以太网Power360问答link.为什么会有如此多的标准可供选择?原因是工业设备苏罪的每家制造商似乎都知道要求通过以太网进行实时数据交换更好一些,并已根据书画威它们对过去串行现场汉课务宽掉季费州总线领域的了解制定了自己的标准。
无法通过标准以太网介质访问控制(MAC)来实施大多数工业以太网标准;它们需要应用专用集成电路(ASIC)或专门的现场可编程门阵列(FPGA)。这是因为以太网帧是被即时(也称为“用捷径法”)接收的,意思是:当在第一个以太网端口接收到该帧时,该帧已得到处理并由专刘够投用工业以太网MAC硬件块传输到了第二个以太网端口。采用捷径法,可为以太网帧实现便不到1μs的端口到端口延迟。
另一方面,标准以太网MAC采用存储和转发的方法。首先必须接收到完整的以太网帧,然后以太网MAC才能接着对该帧进护配行任何处理或转发。这会为该帧增加抖动和延迟,所以对工业设备制造而言它不是一个很好的选择。
可编程实时单元和工业通信子系统(PRU-ICSS)能提供极大的灵活性,以支持各种工业以太网协议,但这些普沙讨顶套田厂内容以后再详加讨论。
Sercos已在工厂自动化应用(适合机械工程和建筑)领域风靡了25年。Sercos III是第三代协议,制定于2003年。这种具有高效性和确定性的通信协议可将Sercos接口的实时数据交换与以太网相融合。迄今为止,Sercos III技术集成只在FPGA中实施过。
一个Sercos III主器件可转带硫坐铁植京控制多个Sercos III从属器件(如驱动器占原故、传感器以及模拟和数字I/O器件)——图1展示了这种情况。一个主器件可控制多达511个从属器件。
Sercos III的一个关键优势是它支持线型拓扑结构旁的环型拓放居气基缩扑结构。如果以太网线缆发生故障,那么Serc顾os III网络可切换到线型拓扑结构,使主器件能继续与网络中的所有从属器及础无调容不件进行通信。一旦以太网线航数地右行载架伯编混边缆已修复,主器件就可以把Se容错宁车简史旧旧rcos III网络从线型拓维孙础站答扑结构切换到环型拓扑结构。
该通信协议是时分多路望企给课毛复用的,如图2所示。在一个Sercos III通信见光得血翻屋额发盐宁周期内有一个专用于实时Sercos III帧、被称为实时(RT)通道的时间片。在这个时间片中,主器件和从属器件能交换在可编程逻辑控制器(PLC)内使用的进程数据。在被称为统一通信通道(UCC)的第二个时间片中,网络内的所有器件(主器件和从属器件)均可交换标准的互联网协议(IP)报文。UCC能用来交换Web服务器的信息,借助简单文件传输协议(TFTP)来更新器件软件,或为基于IP的应用(任何种类)传输以太网帧。
将FPGA用于Sercos III会增加成本和电路板占用空间。可消除成本增加因素的一个替代解决方案是使用PRU-ICSS——在许多TI Sitara处理器中均可用的一种外设。例如,TI为AM335x处理器提供了PRU-ICSS固件,无需使用外部FPGA即可启用Sercos III从属器件。
基于几种工业以太网通讯协议的应用及分析
摘要:工业以太网相对于以往的自动化技术有很多优势,文章在分析了它的特点优势基础上,结合实际阐述了基于TCP的工业以太网和基于UDP的工业以太网通讯协议的区别应用,最后概述了其发展前景。 关键词:工业以太网;通讯协议;应用分析 中图分类号:TP27 文献标识码:B 1. 工业以太网概述 工业以太网它是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大区域和单元网络。(剩余3179字)